РАДИОЛОКАЦИОННЫЕ ПАССИВНЫЕ ОТРАЖАТЕЛИ И АКТИВНЫЕ ОТВЕТЧИКИ. НАЗНАЧЕНИЕ, ВИДЫ И КЛАССИФИКАЦИЯ ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ И ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ.

Каждый раз при принятии сигнала от РЛС ответчик излучает серию ответных импульсов, частота которых периодически меняется по всему диапазону частот РЛС.При срабатывании, РЛО сначала быстро (за 0,4 мкс) пробегает диапазон, после чего начинает относительно медленный (за 7,5 мкс) обратный переход к начальной частоте (рисунок 3.4). Рисунок 3.4 – Пояснение к принципу работы радиолокационного ответчика. Этот процесс повторяется 12 раз. В какой-то момент каждого цикла частота РЛО будет точно совпадать с частотой РЛС, вызвавшей срабатывание РЛО, и при этом в пределах пропускания приемника РЛС. Если РЛО находится в пределах дальности действия РЛС, совпадение частоты в течение каждого из 12 циклов медленной серии генерирует ответный сигнал на экране РЛС. Таким образом, на экране будет отображаться линия из 12 точек, отстоящих друг от друга на расстоянии приблизительно 0,64 морской милиКогда дистанция от РЛС до РЛО сокращается приблизительно до 1 нм, на дисплее РЛС можно также увидеть 12 откликов, полученных в течение 'быстрых' разверток. Эти дополнительные точечные отклики, которые также равномерно отстоят друг от друга на 0.64 нм, будут 'вплетены' в исходную серию 12-ти точек. При этом они будут слабее и меньше по размеру, чем исходные точки. Для тестирования в устройство ответчика встроены специальные средства гарантирующие правильную работу без непосредственного перевода ответчика в активный режим при тестировании (рисунок 3.5). Рисунок 3.5 – Тестирование радиолокационного ответчикаВажной особенностью РЛО является изменение характера дисплея при переходе из режима ожидания в режим передачи. В этом случае, как правило, индикатор мигает (или горит постоянно) и звучит зуммер. Характер дисплея в обоих режимах работы должен быть указан на маркировке РЛО.Для проверки ответчик активируется специальным ключом, чтобы не повредить пломбу. Индикация должна соответствовать указанному символу индикации в режиме ожидания, как указано на маркировке устройства.Испытание должно быть выполнено в течение минимального времени, чтобы не потреблять мощность блока питания. После проверки ответчик должен быть отключен с помощью специального ключа на задней панели SLC.Испытания SAR должны проводиться в условиях судна с периодичностью не более одного раза в месяц и не менее чем через три месяца [21].Не рекомендуется подвергать ответчика импульсам собственного или другого судового радара, так как это уменьшает ресурс источника энергии и создает надлежащие отметки на экранах радара корабля.Результат теста описан в журнале радиосвязи.Каждый год SAR должен проверяться в лаборатории специальными отделами обслуживания.3.2 Технические характеристики и правила эксплуатации радиолокационных активных ответчиковТребования к РЛО представлены в Резолюции А.802 (19)[22], и приведены на рисунке 3.6. Рисунок 3.6 – Требования к РЛОНа рисунке 3.7 приведены разновидности радиолокационных ответчиков, реализуемых на территории РФ компанией «Маринек»[23]. Рисунок 3.7 – Радиолокационных ответчики, реализуемые на территории РФ компанией «Маринек».Общие технические характеристики судовых РЛО представлены в таблице 2.1.Таблица 3.1 –Технические характеристики судовых РЛОМодель радиолокационного ответчика, производимого компанией «Планета», имеет технические характеристики, представленные в таблице 2.2. Таблица 3.2 – Технические характеристики модели радиолокационного ответчика, производимого компанией «Планета»Радиолокационный ответчик водонепроницаем на глубине не более 10 м. в течение 5 мин. и без кронштейна имеет положительную плавучесть.Питание РЛО осуществляется с помощью четырех литиевых элементов LSH-14 SAFT.В случае возникновения чрезвычайной ситуации необходимо руководствоваться алгоритмом действий для использования радиолокационного ответчика, представленным на рисунке 3.8.Рисунок 3.8 – Правила эксплуатации РЛО в чрезвычайной ситуацииПредпочтительное место установки внутри судна, т. к. здесь прибор защищен. В основном он устанавливается на левом и правом борту или в месте, где он находится в постоянной готовности около эвакуационного выхода.Третий способ - закрепите установочный подвес на переборку в подходящем месте. Для крепления рекомендуется использовать болты и гайки изнержавеющей стали морского класса М5. Длина зависит от конструкции.На рисунке 3.9 представлены названия и краткое описание РЛО, которые используются на судах. Рисунок 3.9 – Основные РЛО, применяемые на судахВ ПриложенииБ представлены технические характеристики радиолокационного ответчика "Муссон - 502" и морского радиолокационного спасательного ответчика "ДРЕЙФ".3.3Алгоритмы вычисления координат источников радиоизлучения в многопозиционных радиотехнических системахСовременные радиотехнические системы осуществляют переход к многопозиционным системам и применению в качестве основных элементов систем искусственных спутников Земли (ИСЗ) [24]. Среди преимуществ многопозиционных пассивных систем можно выделить:– высокую точность определения пространственного положения объектов;– повышенную разрешающую способность;– возможность фиксации большего количества информации об источнике радиоизлучения. Достоинствами спутниковых многопозиционных систем являются:– глобальность рабочей зоны;– непрерывность производимых измерений. За счет правильной навигации и регистрации излучаемых сигналовможно осуществить правильное определение местоположения и параметров траектории различных объектов являются навигация и идентификация положения источника на основе [25]. Среди методов определения местоположения источника радиоизлучения по типу измеряемой величины традиционно выделяют угломерные и дальномерные методы. Конструктивные особенности спутниковых систем приводят к тому, что угломерные методы не нашли применения. В результате, наибольший интерес вызывает использование разностно-дальномерных методов (РМД) из-за возможности применения помехоустойчивых корреляционных алгоритмов измерения временных задержек сигналов. В данной работе проанализируем известные алгоритмы вычисления координат источников радиоизлучения в многопозиционных радиотехнических системахВ ходе проведения анализа различных алгоритмов, остановимся на двух методах.Применение алгоритма линеаризации системы уравнений РДМ в многопозиционных спутниковых системах.Местоположения источника с помощьюрадиоизлучения в разностно- дальномерном методеопределяется за счет формирования системы уравнений, которые связывают координаты источника излучения с координатами приемников многопозиционной системы и временными задержками распространения сигналов (рисунок 3.10).Рисунок 3.10 – Многопозиционная спутниковая система определенияместоположения источника излученияОценить местоположение источника излучения в пространстве (без использования уравнения земной поверхности) возможно с помощью как минимум четырех синхронизованных приемников излучения. Координаты источника излучения могут быть найдены благодаря решениюсистемы нелинейных уравнений:где ΔRij – разности расстояний между точкой излучения (xM, yM, zM) и несколькими точками (ИСЗ) приема сигнала (xi,yi,zi) , определяемые через измерения взаимных временных задержек распространения сигналов τij, c – скорость света.В работе [25] для многопозиционных систем малой дальности в рассмотрен алгоритм линеаризации системы уравнений РДМ. За счёт введения дополнительного уравнения (и, следовательно, приемника) систему уравнений, описанную выше, можно представить в виде:где R – расстояние от источника до первого приемника; Δrij=ri-rj – разность расстояний от источника до i-го и j-го приемников. Алгоритм метода прямого алгебраического вычисления координат источника радиоизлучения (ИРИ)В M-позиционных пассивных трехбазовых разностно-дальномерных системах, представленных на рисунке 3.11, осуществляют измерение независимых значений ∆τ01, ∆τ02, ∆τ03. Онипредставляют собойразности времени распространения сигналов от ИРИ до центрального (опорного) пункта (ПП0) через разнесенные (периферийные) пункты приема (ПП1, ПП2 и ПП3). В случае расположения ИРИ и периферийныхприемных пунктов сигналов, расположенных на поверхности Земли, либо на некоторой высоте, которая во много раз меньше дальности до ИРИ, то в таком случае приближенно считают, что наблюдение ведется на плоскости, которая касается земной поверхности. Рисунок 3.11 –Симметричная конфигурация РДС с 4 приемными пунктами (а); несимметричная конфигурация РДС с 4 приемными пунктами (б).Положение ИРИ (цели) может быть определено путем вычислениядвух координат. Исходной информацией для вычисления координат ИРИ с помощью РДС являются координаты ППi, xi,yi и разность дальностей Ri на независимых базах d01,d02,d03. Измерение разностей дальностей эквивалентно измерению относительных временных сдвигов сигналов, прошедших различные пути распространения. Оно организуется, когда ИРИ не синхронизирован с ПП радиолокационной системы.ЗаключениеВ ходе выполнения дипломной работы были исследованы радиолокационный пассивный отражатель и активный ответчик.Оба рассмотренных устройства являются необходимой частью в аварийной ситуации при нахождении человека на судне. Пассивные радиолокационные отражатели позволяют добиться роста эффективности радиолокационного обнаружения шлюпки или плота. За счёт свой конструкции они позволяют отражать электромагнитные волны в том направлении, откуда они пришли. Благодаря этому дальность радиолокационного обнаружения объектов увеличивается на несколько миль.Выполняются из алюминия, фольги или других металлизированных элементов. Представлена полная классификация радиолокационных пассивных отражателей. Рассмотрены особенности двухгранных и трёхгранных устройств данного типа. Во втором вопросе проанализированы активные ответчики. Ответчик снабжен световой или звуковой индикацией, которая извещает о состоянии, в котором находится аппаратура (например, в режиме ожидания сигнальная лампочка горит постоянно, а при переходе в активный режим - проблесками). За счёт питания ответчик способен продержаться до 100 ч при температурном диапазоне, достигающем +500С. Рассмотрены технические данные радиолокационных ответчиков. Проанализированы три основных РЛО, чаще других применяемых на судах. Уделено внимание разностно-дальномерному методу, которыйтребует оценки взаимных временных задержек распространения сигнала и предполагает синхронизированный во времени прием в нескольких разнесенных в пространстве точках излученного источником сигнала.Обычно оценка временных задержек производится на основе корреляционного анализа принятых реализаций сигналов. При использовании в качестве приемников многопозиционных систем ИСЗ требуется применение методов компенсации искажений спектров сигналов, связанных с влиянием эффекта Доплера. Среди существующих методов компенсации можно отметить метод построения функции неопределенности и адаптивную цифровую фильтрацию.Достижения в координатно-временном обеспечении систем контроля воздушного пространства позволили на практике воплотить многопозиционные комплексыкоординатометрии. В их основу заложены моноимпульсные пеленгаторы. Качественные показатели первичной обработки сигнальной информации в пеленгаторе влияют на успешное решение задач координатометрии и распознаваниицели.Список использованных источниковСудовая радиоэлектроника и радионавигационные приборы:Учебник для ВИМУ/ А.М.Байрашевский, А.В.Жерлаков, А.А. Ильин Н.Т.Ничипоренко, В.Б.Сапегин. – М.: Транспорт, 1988.- 271 с.Демиденко П.П. Судовые радиолокационные и радионавигационныесистемы: Учебное пособие. Одесса, 2008.- с.Судовые радионавигационные приборы/ В.В.Коновалов,Л.И.Кузнецова, Н.П.Мельников, О.Б.Причкин.- 5-е изд., перераб. Идоп.- М.: Транспорт, 1989.-223 с.Никитенко Ю.И., Быков В.И., Устинов Ю.М. Судовыерадионавигационные системы: Учеб.для вузов. - М.: Транспорт,1992.- 336сДатчики и микроконтроллеры. [Электронный ресурс]: Режим доступа:https://geektimes.com/post/255116/Петров И.В. Программируемые контроллеры. Стандартные языки и приемы прикладного проектирования / под ред. проф. В.П. Дьяконова. М.: СОЛОН-Пресс, 2004. 256 с.Гаврилов А.Н. ТАУ: линейные системы: – Электрон.текстовые данные. – Воронеж: Воронежский государственный университет инженерных технологий. 2016. – 244 с. Русанов В.В. Микропроцессорные устройства и системы: учебное пособие. . Томск: Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники. 2012. – 184 с. Зябров В.А. Основы автоматики и теории управления техническими системами [Электронный ресурс]: методические рекомендации/ Зябров В.А., Попов Д.А.— Электрон.текстовые данные.— М.: Московская государственная академия водного транспорта, 2015.— 46 c.— Режим доступа: http://www.iprbookshop.ru/47943.— ЭБС «IPRbooks»Андреев С.М., Рябчиков М.Ю., Михальченко Е.С. Разработка релейных схем управляющих программ на языке технологического программирования SТЕР 7: лабораторный практикум. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2007. 82 с.Глинков Г.М. Теоретические основы автоматического управления металлургическими процессами. – М.: Металлургия, 2012. – 352 с. Бесекерский, В.А. Теория систем автоматического регулирования / В. А. Бесекерский, Е. П. Попов.– 4-е изд., перераб. и доп. М.: СПб Изд-во, «Профессия». 2014. – 747 с. Гордеев А.Ю., Радиолокация при наличии пассивных помехс помощью поляризованных электромагнитныхволн и анализа рассеянного излучения / А.Ю. Гордеев, В.В. Яцышен // Вестник ВолГУ. – Серия 10. – Вып. 6. – 2012. Бартенев, В. Г. Радиотехнические системы управления РЛС / В. Г. Бартенев, А. А. Таныгин. – М. : Изд-во МИРЭА, 2011. – 182 с.Кобак В.О. Радиолокационные отражатели. – М.: Сов.радио. – 1975, – 248 с. Шифрин К.С. Рассеяние света в мутнойсереди. – М.:Наука. – 1980 г. – 320с. Радиолокационный отражатель. Официальный сайт компании «Планета». [Электронный доступ]: https://planeta-sos.com/snabshlup/radiolokatsionnyjj-otrazhatel-rlo/Радиолокационный отражатель на судне. [Электронный доступ]: https://dukam.ru/knigi/300-sovetov-po-kateram-lodkam-motoram/18-16/Эксплуатационные требования к радиолокационным ответчикам спасательных шлюпок и плотов. [Электронный доступ]: https://mylektsii.ru/10-33075.html20. Радиолокационный ответчик. Морская библиотека. [Электронный доступ]: http://sea-library.ru/gmdss/551-radiolokatsionnyj-otvetchik.html 21. Требования к радиолокационным ответчикам. [Электронный доступ]: https://crewtraffic.com/page/478may.html22. Резолюция А.802(19). Эксплуатационные требования к радиолокационным транспондерам спасательных шлюпок и плотов, используемым в поисково - спасательных операциях[Электронный доступ]: http://www.rise.odessa.ua/texts/A802_19.php323. Официальный сайт компании «Marineq». [Электронный доступ]: http://marineq.ru/24. Козлов, А. В. Развитие спутниковой системы позиционирования и сбора дан-ных ARGOS / А. В. Козлов, А. В. Пестряков // Телекоммуникации и транспорт. – 2012. – № 2. – С. 36–39. 25. Морозов, О. А. Определение временной задержки сигналов методом адаптивной цифровой фильтрации / О. А. Морозов, Е. А. Солдатов, В. Р. Фидельман // Автометрия. – 2015. – № 2. – С. 108–113. ПриложениеАСвидетельство о типовом одобренииПриложениеБТехнические характеристики РЛОРадиолокационный ответчик "Муссон - 502"